Lamarck( proposait( que( l'environnement( influence( directement( nos(
caractéristiques,( et( que( les( changements( produits( soient( fixés( dans( notre(
descendance.(Après(un(siècle(très(darwinien,(il(s'avère(que(l'environnement(peut(
effectivement( avoir( un( effet( direct( sur( notre( génome,( et( que( son( action( peut( se(
perpétuer(à(travers(les(générations,(même(après(la(disparition(du(stimulus(initial.(
Une(petite(dose(de(Lamarckisme(est(réintroduite(dans(la(biologie(et(l'évolution.(
(
On( comprend( aujourd'hui( que( la( séquence( d’ADN( est( un( jeu( d'instructions(
nécessaire,(mais(non(suffisant,(pour(le(développement(d'un(organisme(complexe.(
Des(informations(complémentaires,(portées(par(l'ADN(sous(forme(de(méthylation,(
mais(aussi(par(les(protéines(et(les(ARNs(associés(à(l'ADN,(sont(aussi(requises(pour(
le(bon(fonctionnement(de(notre(génome,(et(donc(la(fonction(de(nos(cellules.((
(
En(dehors(de(la(progression(des(connaissances(fondamentales,(on(peut(attendre(
médical,( du( développement( de( médicaments,( et( de( la( production( de( cellules(
souches.(
(
Références(:(
Histoire(de(la(biologie(moléculaire,(Michel(Morange.(La(Découverte,(2003.(
Jean/Paul(Renard,(le(clonage,(Encyclopedia(Universalis,(La(Science(au(présent(2003.(
Médecine/Sciences,(numéro(spécial("Epigénétique",(Août/Septembre(2008.(
Encadré 1 : Empreinte parentale
Chaque(cellule(humaine(contient(deux(copies(de(chaque(gène.(L'une(est(portée(par(
le( chromosome( apporté( par( le( père,( et( l'autre( par( le( chromosome( d'origine(
maternelle.( Dans( la( plupart( des( cas,( ces( deux( copies( sont( exprimées( de( manière(
équivalente.( Une( centaine( de( gènes( au( moins( échappent( à( cette( règle( et( sont(
exprimés(uniquement(par(l'un(ou(l'autre(des(chromosomes,(et(toujours(le(même(
(soit(le(chromosome(d'origine(paternelle,(soit(celui(d'origine(maternelle).(On(dit(de(
ces( gènes( qu'ils( sont( "soumis( à( l'empreinte( parentale".( Beaucoup( d'entre( eux(
agissent( lors( du( développement( embryonnaire,( où( ils( régulent( la( croissance( du(
placenta( ou( de( l'embryon.( Chez( les( animaux,( l'empreinte( est( une( "invention"(
relativement(récente(au(cours(de(l'évolution(:(elle(n'existe(que(chez(les(marsupiaux(
et( les( mammifères( placentaires.( Les( raisons( de( sa( sélection( évolutive( sont(
débattues,( mais( deux( hypothèses( non/exclusives( prévalent.( Premièrement,(
l'existence( de( l'empreinte( empêche( la( parthénogenèse( (développement( d'un(
embryon(à(partir(d'un(oeuf(non(fécondé).(Deuxièmement,(l'empreinte(reflète(les(
intérêts( évolutifs( divergents( des( mammifères( mâles( et( femelles.( En( effet,( il( est(
positif( pour( le( père( que( l’embryon( ayant( son( génome( maximise( sa( propre(
croissance.( Pour( la( mère,( qui( peut( porter( plusieurs( embryons( ayant( des( pères(
différents,((il(est(au(contraire(bénéfique(de(modérer(cette(croissance(et(de(répartir(
les( ressources( nutritives( entre( les( embryons.( L'empreinte( est( un( phénomène(
épigénétique,( qui( repose( sur( la( méthylation( de( l'ADN,( les( modifications( des(
histones,(et(l'utilisation(d'ARNs(non/codants.(
(
Encadré 2 : Les souris Agouti
(
Chez( la( souris,( le( gène(Agouti'est( responsable( de( la( couleur( du( pelage.'Lorsque(
celui/ci( est( actif,( les( souris( sont( de( couleur( jaune.( En( revanche,( s’il( n’est( pas(
exprimé,(elles(sont(brunes(et(tachetées.(Il(s’avère(que(l’expression(du(gène(Agouti(
est( régulée( par( la( méthylation( de( l’ADN.( La( méthylation( du( gène( inhibe( son(
expression(conduisant(à(un(caractère(tacheté(du(pelage.(Inversement,(l’absence(de(
méthylation(induit(l’expression(du(gène(donnant(alors(la(couleur(jaune(au(pelage.(
On(sait(désormais(que(le(régime(alimentaire(de(la(mère(influence(la(méthylation(
du( génome.( Si( l’alimentation( de( la( souris( gestante( est( riche( en( précurseur( de(
méthyle,(comme(le(folate,(alors(les(souriceaux(ont(tendance(à(avoir(un(pelage(brun(
et(tacheté.(En(revanche,(une(nourriture(pauvre(en(acide(folique(donne(un(pelage(
clair.(Le(faible(taux(de(méthylation(des(souris(jaunes(se(retrouve(non(seulement(
sur( le( gène(Agouti'mais( aussi( sur( le( reste( du( génome.( Cette( hypométhylation(
globale( du( génome( a( diverses( conséquences( chez( ces( souris( comme( une( plus(
grande(susceptibilité(face(au(diabète,(à(l’obésité(ou(au(cancer.(
(
Les( chattes( calico( ont( un( pelage( bigarré( orange( et( noir.( Toutes( leurs( cellules(
contiennent( les( mêmes( chromosomes,( mais( certaines( produisent( un( pigment(
orange,(d'autres(un(pigment(noir.(Comment(l'expliquer?(
Il( faut( savoir( que( le( gène( responsable( de( la( couleur( du( pelage( se( trouve( sur( le(
chromosome( X.( Ce( gène( a( deux( versions( (ou( allèles).( Un( allèle( donne( la( couleur(
noire(tandis(que(l’autre(donne(la(couleur(orange.((
L'autre(élément(expliquant(le(phénomène(est(le(suivant.(Les(mammifères(mâles(et(
femelles(différent(par(leurs(chromosomes(sexuels.(Les(mâles(ont(un(X(et(un(Y;(les(
femelles( deux( X.( Le( chromosome( X( contient( de( nombreux( gènes,( et( on( pourrait(
imaginer(que(ces(gènes(soient(exprimés(deux(fois(plus(chez(les(femelles(que(chez(
les(mâles.(Ce(n'est(pas(le(cas,(car(il(existe(un(mécanisme(de(compensation,(appelé(
inactivation( du( chromosome( X.( Dans( toutes( les( cellules( femelles,( un( des( deux(
chromosomes(X(est(rendu(totalement(silencieux,(par(un(phénomène(épigénétique(
impliquant(ARNs(non(codants,(modifications(des(histones,(et(méthylation(de(l'ADN.((
Le( choix( initial( du( chromosome( inactivé( est( aléatoire.( Une( fois( inactivé,( un(
chromosome(reste(inactif(dans(toute(la(descendance(de((la(cellule(initiale.(
On( peut( donc( expliquer( l'apparence( de( la( chatte( calico( comme( suit.( Dans(
l'embryon,( chaque( cellule( contribuant( au( pelage( "choisit"( d'inactiver( le( gène(
donnant(un(pigment(noir,(ou(le(gène(donnant(un(pigment(orange.(Ce("choix"(est(
maintenu(lors(de(la(division(des(cellules,(donnant(des(plaques(oranges(ou(noires.(
Illustration 2 :
Les mécanismes épigénétiques concernent les histones, les ARNs non codants, et la méthylation de l’ADN. Ces phénomènes modulent la lecture de notre information génétique. Il s'ensuit que nos différentes cellules ont bien le même patrimoine génétique, mais pas nécessairement le même phénotype, et que des individus ayant le même génome peuvent avoir des caractéristiques bien différentes. L’épigénétique apporte un degré supplémentaire de régulation du génome, et son existence permet la
génération d'organismes multicellulaires complexes et réactifs à leur environnement.
Illustration 3 :
L’environnement influence notre génome de plusieurs façons. Au niveau génétique, on connaît un grand nombre de facteurs mutagènes capable d’induire des mutations provoquant des cancers (U.V, tabac…). Avec l’émergence de l’épigénétique, les chercheurs s’aperçoivent que l’environnement peut non seulement agir sur un plan génétique mais également sur un plan épigénétique. Les facteurs environnementaux vont perturber l’activité du génome via les mécanismes épigénétiques induisant des caractères anormaux.